Der 3D-Druck entwickelt sich im rasanten Tempo weiter. Unter anderem durch neue Materialien und generatives Design ergeben sich für die industrielle Fertigung neue Möglichkeiten. Daher haben sich 15 Unternehmen und Hochschulen im Forschungsprojekt „Linienintegration Additive Fertigung“ zusammengeschlossen, um gemeinsam die Grundlagen zu erarbeiten, die für eine qualitativ hochwertige industrielle Produktion die Voraussetzung sind. Bis September 2022 sollen neue Verfahren beispielsweise für die Automobilindustrie oder den Maschinenbau erschlossen werden. „Mit neuen Standards legen wir die Basis für einen technologischen Vorsprung und ermöglichen dadurch Wettbewerbsvorteile für viele Unternehmen“, erklärt Dr. Lukas Löber von Bosch, der das Forschungsprojekt leitet. Für die Projektlaufzeit stehen den Forschern und Entwicklern 13,6 Millionen Euro zur Verfügung, dabei werden 6,9 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Das Forschungsprojekt umfasst Themen entlang der gesamten Prozesskette. Untersucht werden unter anderem die zusätzlichen Möglichkeiten der Produktgestaltung, die Eigenschaften und Weiterentwicklungen der eingesetzten Werkstoffe sowie die einzelnen Schritte im Fertigungsprozess und der Weiterverarbeitung. Die Technologie, die im Fokus steht, ist das sogenannte Laser Strahlschmelzen (auch L-PBF-M). Mit Laserstrahlen wird schichtweise aufgetragenes Metallpulver punktgenau geschmolzen und so in Form gebracht. Dieser Prozess verläuft nicht immer zuverlässig stabil, was zu Fehlern in den Bauteilen führen kann. Diese Herausforderung soll mit einer intensiven Prozessüberwachung gelöst werden.

Eine weitere Hürde ist, das der Drucker die Bauteile auf einer Plattform aufbaut, die anschließend wieder abgetrennt werden muss. „Diesen Schritt müssen wir auf eine industrielle Basis bringen“, so Löber. Dies sei auch für die mechanischen oder thermischen Bearbeitungsschritte notwendig. Ferner gilt es, die eingesetzten Materialien zu erforschen. „Metalle kühlen bei dieser additiven Fertigungstechnologie viel schneller ab. Dadurch entstehen völlig neue Eigenschaften im Werkstoff“, erläutert der Projektleiter. Die Entwickler wollen rund um all diese Fragen einheitliche Verfahren und somit auch neue Standards erarbeiten.

Ein weiteres Ziel der Projektteilnehmer ist, die additiven Fertigung bekannter zu machen. Das Grundwissen ist noch nicht weit verbreitet, denn die Technologie wird erst seit knapp 20 Jahren angewendet. Entsprechend ziehen nur wenige Entwickler die additiven Fertigung in Betracht, dabei sind mit ihr interessante Formen und Lösungen möglich, die mit herkömmlichen Verfahren nie erzielbar wären.

Nach Unterlagen von Bosch / ag